什么是逆向工程?
传统的设计过程是从头开始创建一个新产品,然后制造它。但是,如果原始CAD文件丢失,或者无法获得零件的原始CAD数据怎么办?逆向工程通过3D技术(如3D扫描仪、CT扫描仪、三坐标测量机)捕获成品的外观和尺寸信息,然后通过3D建模软件重建原始零件的CAD文件。
逆向工程 需要一系列步骤来收集有关产品尺寸的精确信息。收集后,数据可以存储在数字档案中。通常,工程师会通过新的开发和创新来增强设计。有时原始模型的设计被完全复制。
逆向工程用于剖析成品,以了解其功能材料规格以及如何组合它们。当物理或手动模型经过测量→CAD数据创建→3D打印或CAM输出的过程时,称为逆向工程。这个过程可以加快产品开发的及时性和质量,并且可以节省时间和成本。
阶段1:3D扫描服务
使用3D扫描仪扫描物体后,物体的点数据会生成成STL格式的电子文件。
第 2 阶段:3D 建模服务
扫描的点数据用于点、线和曲面反向 3D 建模,以重建对象的曲面数据并创建原始 CAD 文件(STEP 文件格式)。
为什么需要逆向工程?
- 原始CAD文件丢失:
如果原始设计文件已丢失,损坏或无法恢复或打开,则无法修改格式。在这种情况下,CAD文件(3D扫描+逆向建模)将通过3D扫描和逆向3D建模进行还原,以快速获取数字数据。 - 产品设计方式的差异:
过去设计师可能只做2D平面设计,然后通过CAD软件将数据转换为3D;但是现在设计师往往先手工制作3D模型,所以需要一个逆向工程工具将这个手动模型转换成3D曲面模型,以方便后续工作。 - 分析竞争设计:
在分析竞争对手产品的优势和劣势时,通常首选使用3D扫描仪技术提取尺寸信息,并将这些信息表示为点云或自动实时网格,以进一步提高产品质量。 - 加速研发创新:
逆向工程缩短了产品重新设计时间,无需手动手绘图即可快速捕获设计概念。 - 产品设计走向自由曲面建模:
目前,消费者不仅考虑产品的功能,还考虑其外观。但是,使用传统的制造方法,如果设计师创造的原始外观不能完全表达出来,则可能需要使用逆向工程来满足设计师的要求。 - 为了帮助制造商快速生产:
制造商可以使用逆向工程快速生产零件,而无需从交货时间长的OEM购买昂贵的零件。 - 获得正向设计数据不易:
基于商业秘密,原厂不向下游厂商提供原始CAD数据,而只向制造商提供样品,因此需要通过逆向工程工具恢复原始CAD数据。 - 测试积极的设计结果:
逆向工程的另一个重要功能是成品的检查。这称为CAI(计算机辅助检查)。通常,质量检验仅测试成品。通过逆向工程工具,可以对成品进行全面的质量检查,可以对其进行评估,以提高产品的质量和稳定性。 - 预防性维护计划:
逆向工程也可以是制造商主动维护计划的关键策略。通过在关键组件发生故障之前对其进行逆向工程,制造商可以储备备件并减少计划外停机时间。
常见的逆向工程应用:
- 原厂终止了商品生产。
- 原厂提供的文件或组件不符合设计,需要重新制作。
- 原来的工厂已经不复存在,但消费者仍然需要商品。
- 原始设计已丢失、损坏且无法恢复,无法打开数据文件或无法修改文件格式。
- 需要改进的原始设计缺陷,例如薄壁或厚壁,需要数字修改和复制的过程。
- 为了使设计的零件使用寿命更长,必须通过设计对产品进行修改。
- 分析产品优势和劣势,或通过原始设计确定新的发展。
- 优化设计零件,以便以更便宜的方式使设计的产品可以制造新的或再制造。
- 分析竞争对手产品的优势和劣势,进一步提高其产品质量。
- 新产品样品开发。
- 产品的仿制和改性设计。
- 快速模具制造。
- 快速原型制作。
- 产品数字化检测。
逆向工程起源于商业和军事领域的硬件分析。其目的是在无法轻松获得必要的生产信息时,直接从成品的分析中推断出产品的设计原理。
但另一方面,逆向工程可能会被误认为是对知识产权的严重侵犯。但在实践中,它可能反而保护知识产权所有者。例如,在集成电路领域,如果一家公司涉嫌侵犯知识产权,可以使用逆向工程技术来寻找证据。